CN103135739A - 电子***的电源功耗控制方法以及相关的电子*** - Google Patents

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Abstract

本发明披露了电子***的电源功耗控制方法以及相关的电子***。在一个电子***中，藉由检测电子***的平均功耗的变化来判定是否有外接装置连接以及连接于哪一个连接端口，并进而开启该连接端口对该连接端口供电，使连接于该连接端口的外接装置可以运作。亦可于确认外接装置连接后，对该外接装置充电，并检测平均功耗的变化以判断该外接装置充电完毕以及该外接装置移除，以关闭相对应的充电电路以及连接端口，如此可有效降低***于省电状态下的功耗，延长电池的使用时间。

Description

电子***的电源功耗控制方法以及相关的电子***
技术领域
本发明涉及一种电子***的电源功耗控制方法以及电子***，特别是涉及一种利用检测功耗变化而选择性地不开启未使用连接端口的电源以控制电源功耗的方法以及相关的电子***。
背景技术
为了增加电子***的扩充性，一般电子***通常配备有多个扩充装置的连接端口，例如目前常见的USB连接端口，以连接外接的扩充装置。当扩充装置连接上电子***的连接端口时，在经过必要的确认程序后，使电子***能识别出该扩充装置(例如随身盘、外接硬盘、光盘机、多媒体装置...等)并进而提供该扩充装置功能及电力等连线。
在针对某些特定外接装置进行特定的功能(例如电子***中的USB充电电路对该特定外接装置的内建充电电池充电)时，充电电路必须先判断其中一连接端口是否有该特定外接装置连接。而为了使充电电路得知某个连接端口有外接装置连接，进而启动相对应的特定功能(电子***内的充电电路对该外接装置充电的功能)，且在该连接端口的外接装置移除断线时，中止相对应的功能，通常电子***需要加上特定的检测机制，才能准确判断任何一个连接端口是否有***外接装置。对于目前常见的连接端口标准而言，这些标准皆制订了连接接口中每一个连接端点(pin)的用途及相对位置，因此一般而言皆须直接修改连接接口的连接接点，或是在这些连接点之外，另外加上专用的硬件线路结构，才能使电子***具有检测外接装置连接的检测机制。然而，改***件线路结构会增加整个硬件设计上的成本以及设计上的复杂度。
发明内容
为了在不增加硬件设计成本及复杂度上，使***能得知外接装置的连接而进行相对应的动作，本发明提供一种电子***的电源功耗控制的方法，该电子***具有多个连接端口，用来连接一个或多个外接装置，该方法包含使用该电子***的一控制单元来执行下列步骤：取得该电子***的平均功耗；当检测到该电子***的平均功耗的变化量大于一预设值时，检查该多个连接端口的功耗；当检查出该多个连接端口其中一连接端口的功耗的增加量大于该预设值时，对该连接端口供电；以及当检查出该连接端口的功耗的减少量大于该预设值时，关闭该连接端口。
基于上述方法，本发明提供了一种电子***，其包含有多个连接端口、一电源供应端以及一控制单元。该多个连接端口用来连接一个或多个外接装置。该电源供应端分别电连接于该多个连接端口，用来对该多个连接端口供电。该控制单元分别电连接于该电源供应端以及该多个连接端口，用来从该电源供应端取得该电子***的平均功耗；用来于检测到该电子***的平均功耗的变化量大于一预设值时，检查各连接端口的功耗；用来于检查出其中一连接端口的功耗的增加量大于该预设值时，控制该电源供应端对该连接端口供电；以及用来于检查出该连接端口的功耗的减少量大于该预设值时，关闭该连接端口。
本发明不需在连接端口另外增加硬件的检测线路，而可通过软件或固件的层面，以监控***的平均功耗的变化来判断是否有外接装置连接上连接端口，如此可有效降低***于省电状态下的功耗，延长电池的使用时间。
附图说明
图1为本发明的一电子***可外接一外接装置的示意图。
图2为本发明所揭露的电源功耗控制方法的流程示意图。
图3为电源功耗控制方法中对外接装置充电方法的流程示意图。
附图符号说明
Figure BDA0000119256500000021
Figure BDA0000119256500000031
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明的一电子***10可外接一外接装置20的示意图。电子***10可为如个人计算机、笔记型计算机、伺服器、移动装置、多媒体装置...等装置，其具有多个连接端口11、12、13，可用来连接一个或多个外接装置20，使电子***10经由外接装置20具有扩充的功能。多个连接端口11、12、13可以是符合通用序列端口总线(universal serial bus，USB)标准、IEEE 1394标准、外部扩展型序列ATA(external serial advancedtechnology attachment，eSATA)标准...等常用的外接连接端口，且彼此之间可分别具有不同的标准或相同的标准。外接装置20可为随身盘、外接硬盘、光盘机、多媒体装置...等装置。由于部分的外接装置20为便携式移动装置，因此内建有充电电池模块(图未显示)，可供外接装置20在非连接于电子***10时仍可经由充电电池模块供电使用。因此这些具有充电电池模块的外接装置20在连接上电子***10，会由电子***10对外接装置20的充电电池模块充电。
电子***10还具有一电源供应端15，分别电连接于连接端口11、12、13，以对这些连接端口11、12、13提供连线及/或充电的必要电力。当连接端口11、12、13其中之一开启、连接上外接装置20及/或外接装置20经由其中一连接端口充电时，电源供应端15会提供电力并且因而产生连续变化的***功耗反应。其中电源供应端15可为电子***10本身的充电电池或外接于交流电源的电源供应器。
电子***10还具有一控制单元14以及一充电电路16，其中控制单元14分别电连接于电源供应端15以及多个连接端口11、12、13，充电电路16电连接于电源供应端15、控制单元14以及其中一个或多个连接端口11、12、13(在图1的实施例中则仅连接于连接端口13，但不以此为限)。其中控制单元14可为个人计算机中的南桥芯片(south bridge)、处理器等，或笔记型计算机等便携式装置中的内嵌控制器(embedded controller，EC)。因此控制单元14可由电源供应端15取得电子***10的平均功耗(或各装置元件的个别功耗)，以及控制连接端口11、12、13的开启或关闭等功能。
本发明设计的基础即是在于控制单元14处于可运作状态(workable)时，由控制单元14对电子***10的电源功耗进行有效率的控制，降低电子***10中不必要的元件或连接端口的电源功耗，延长电子***10的电池使用时间(当电子***10使用充电电池作为电源供应来源时)。
请参考图2，图2为本发明所揭示的电子***10的电源功耗控制方法100的流程示意图，其步骤如下：
步骤102：电子***10进入一特定电源控制模式，该特定电源控制模式具有稳定的平均功耗，且控制单元14处于运作状态；
步骤104：控制单元14取得电子***10的平均功耗；
步骤106：检测电子***10的平均功耗的变化量，并判断平均功耗的变化量是否大于一预设值；
步骤108：当检测到电子***10的平均功耗变化量大于该预设值时，检查连接端口11、12、13的功耗，并判断其中一连接端口13功耗变化量(且为增加的变化量)大于该预设值，判定连接端口13有外接装置20***，并对连接端口13供电；
步骤110：当连接端口13的功耗变化量(且为减少的变化量)大于该预设值时，判定连接端口13的外接装置20移除，关闭连接端口13。
一般需要考虑降低电子***10的功耗通常是在电子***10处于省电状态，且需要通过方法以延长充电电池的使用时间，因此在步骤102中，当电子***10进入一特定电源控制模式时，会具有稳定的平均功耗。其中该特定电源控制模式可为符合进阶组态与电源接口(Advanced Configuration andPower Interface，ACPI)规范中的睡眠模式(Sleep/S3 mode)、休眠模式(hibernate/S4 mode)或关机模式(power off/S5 mode)，在这些符合某特定规范的电源控制模式(或除了上述以外的其他电源控制模式)下，电子***10关闭内部大部分的元件，仅依据不同的模式而维持少部分元件仍供电运作。例如在ACPI的S3睡眠模式中，***运作的所有暂存数据记录于随机存取存储器中，此时***仍供电给存储器、控制单元14、连接端口11、12、13等，其他元件则多关闭。在S4休眠模式中则将暂存数据自随机存取存储器搬移储存至硬盘，由于硬盘不需电力来维持数据，因此在S4休眠模式下可以进一步停止对存储器供电，但维持对控制单元14(以及少数因应特殊需求的装置，例如某些外接装置的连接端口)供电运作。而在S5关机模式下，则仅对控制单元14供电，其他所有元件皆停止供电。
在这些电源控制模式下的电子***10会保持平稳的耗电状态，因此电源供应端15会具有稳定的平均功耗。除了前述常见的ACPI电源控制模式外，亦可在其他未列举出来的电源模式下使用本方法，甚至在步骤102中，电子***10也不必然需在某一特定的电源控制模式下才能执行。换句话说，在一般使用模式下，只要电子***10具有稳定的平均功耗，且控制单元14处于运作状态皆可使用本发明的方法。
而不论是上述特定的电源控制模式，或一般使用模式，其中某一个或多个连接端口11、12、13皆可能因为其中某电源控制模式的规范，或特殊的需求而处于开启的状态，以供随时连接一外接装置20时让外接装置20能顺利运作。而当某些连接端口11、12、13没有连接上外接装置20，可先行将之予以关闭以节省***的电源功耗。
因此当在步骤102中电子***10具有稳定的平均功耗状态下，接着在步骤104中，控制单元14由电源供应端15处取得电子***10的平均功耗，并在步骤106中，检测电子***10的平均功耗的变化量来判断是否有外接装置20的连接或移除，而具体的方式是判断电子***10的平均功耗的变化量是否大于一预设值。例如当外接装置20连接于连接端口13时，即使电子***10并未与外接装置20进行任何数据传输或充电的动作，外接装置20仍会在连接端口13产生一定的电源功耗。因此在步骤106中，该预设值可为外接装置20连接于连接端口13时所产生的最低功耗值。
例如当连接端口13开启供电但未连接任何外接装置20时，连接端口13仍会消耗1毫瓦特(mW)的功耗。而当外接装置20连接于连接端口13时，连接端口13会消耗至少11毫瓦特功耗，因此在步骤106中的该预设值若设定为9毫瓦特，则当外接装置20连接于连接端口13时，控制单元14检测到电子***10的平均功耗变化量会大于该预设值，因此判断为电子***10有外接装置20接入。
接着在步骤108中，控制单元14检查判断出是其中连接端口13的功耗变化量大于该预设值，且为增加的变化量。此处控制单元14可以用轮询(polling)或其他可能的方式检查多个连接端口11、12、13的功耗并得出是连接端口13造成电子***10的平均功耗上升，因此判定是连接端口13有外接装置20连接，接着开启连接端口13对连接端口13供电。在实务上，当控制单元14以轮询的方式检查到连接端口13时，此时连接端口13即已具有「打开并接受供电」的状态，因此当确认连接端口13有外接装置20连接时，即保持对连接端口13供电的状态。而其他并未有外接装置连接的连接端口11、12则仅在轮询过程中短暂被打开供电接受检查，并不保持连续的供电状态，因此对连接端口11、12而言，视为维持关闭状态，如此一来，将未使用的元件或连接端口(以及用来对这些连接端口充电的充电电路)关闭，可以有效节省电子***10的整体平均功耗，延长电子***10的充电电池的使用时间。
在电子***10中的连接端口13有外接装置20连接的状态下，当外接装置20自连接端口13移除时，电子***10的平均功耗的变化量(且为减少的变化量)会大于该预设值，因此控制电路14由检测电子***10的平均功耗的变化即可判断外接装置20已移除，并进而关闭连接端口13，以节省电子***10的整体平均功耗，延长电子***10的充电电池的使用时间。
请参考图3，图3为电源功耗控制方法100中对外接装置充电方法200的流程示意图。当在步骤108中打开连接有外接装置20的连接端口13后，本发明可进一步启动对外接装置20的特定功能，例如当外接装置20为一具有内建充电电池的便携式装置时，可进一步启动充电电路16以对外接装置20充电。其中对外接装置充电方法200的步骤如下：
步骤202：当连接端口13有外接装置20***，且开启连接端口13对连接端口13供电时，检测外接装置20是否有充电电池；
步骤204：由充电电路16对外接装置20充电，并由电子***10的平均功耗的变化量判断外接装置20是否充电完成；
步骤206：关闭充电电路16。
如步骤202所描述，对外接装置20的充电电池进一步充电是在前述电源功耗控制方法100中的步骤108成立的条件下，检测外接装置20是否具有充电电池，其具体实施方式可以由控制单元14控制充电电路16对外接装置20提供充电电压，并检测电子***10的平均功耗状态，由电子***10的平均功耗变化来判断外接装置20是否有充电电池。当外接装置20具有充电电池时，接着进行步骤204，由控制单元14控制充电电路16维持对外接装置20提供充电电压，以对连接于连接端口13的外接装置20充电，此时亦由电子***10的平均功耗增加的变化量来判断充电的程序是否完成。
例如当外接装置20连接于连接端口13时(如步骤106、108)，电子***10的平均功耗的增加量由1毫瓦特(mW)增加为11毫瓦特(mW)而超过该预设值(如前所述的9毫瓦特)，接着当充电电路16提供充电电压以进一步对外接装置20充电时，由电子***10的平均功耗的增加量增加为100毫瓦特(mW)，即平均功耗增加的变化量由原先的大于该预设值增加到大于一充电功耗值(例如50毫瓦特)，即可得知外接装置20具有充电电池且继续对该充电电池充电。当外接装置20的充电程序完成时，电子***10不再对外接装置20的充电电池充电，外接装置20消耗的功耗会下降，使电子***10的平均功耗的减少量超过该充电功耗值，(亦即平均功耗变化量由100毫瓦特(mW)减少到11毫瓦特(mW))，此时控制单元14即判断外接装置20的充电程序完成，因此在步骤206中关闭充电电路16，以节省电子***的耗电。
前述对外接装置充电方法200非为本发明的必要步骤，亦即在不需要针对每个连接端口另外修改硬件线路的前提下，电源功耗控制方法100着重在藉由检测电子***10的平均功耗的变化来判定是否有外接装置连接(以及连接于哪一个连接端口)，并进而开启该连接端口对该连接端口供电，使连接于该连接端口的外接装置可以运作，至于是否对该外接装置充电则为其中一个选择性的选项，亦可不进行充电、或开启电子***10其他的元件而使用该外接装置的功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种电子***的电源功耗控制的方法，该电子***具有多个连接端口，用来连接一个或多个外接装置，该方法包含使用该电子***的一控制单元来执行下列步骤：
取得该电子***的平均功耗；
当检测到该电子***的平均功耗的变化量大于一预设值时，检查该多个连接端口的功耗；
当检查出该多个连接端口其中一连接端口的功耗的增加量大于该预设值时，对该连接端口供电；以及
当检查出该连接端口的功耗的减少量大于该预设值时，关闭该连接端口。
2.如权利要求1所述的方法，其中取得该电子***的平均功耗包含步骤：该控制单元于该电子***进入一特定电源控制模式而具有稳定的平均功耗时取得该电子***的平均功耗。
3.如权利要求2所述的方法，其中该特定电源控制模式为符合进阶组态与电源接口规范中的睡眠模式、休眠模式或关机模式，且该控制单元设置于运作状态。
4.如权利要求1所述的方法，其中该控制单元是从该电子***的电源供应端取得该电子***的平均功耗。
5.如权利要求1所述的方法，其中该控制单元是以轮询的方式检查该多个连接端口的功耗。
6.如权利要求1所述的方法，其中该预设值为一外接装置连接于该连接端口运作时的最低功耗值。
7.如权利要求1所述的方法，还包含步骤：于对该连接端口供电时，启动一充电电路对连接于该连接端口的一外接装置充电，其中该电子***的平均功耗的增加量由大于该预设值增加到大于一充电功耗值。
8.如权利要求7所述的方法，还包含步骤：当该电子***的平均功耗的减少量大于该充电功耗值时，该充电电路停止对连接于该连接端口的该外接装置充电，并关闭该充电电路。
9.一种电子***，其包含有：
多个连接端口，用来连接一或多个外接装置；
一电源供应端，分别电连接于该多个连接端口，用来对该多个连接端口供电；以及
一控制单元，分别电连接于该电源供应端以及该多个连接端口，用来从该电源供应端取得该电子***的平均功耗；用来于检测到该电子***的平均功耗的变化量大于一预设值时，检查各连接端口的功耗；用来于检查出其中一连接端口的功耗的增加量大于该预设值时，控制该电源供应端对该连接端口供电；以及用来于检查出该连接端口的功耗的减少量大于该预设值时，关闭该连接端口。
10.如权利要求9所述的电子***，其中该控制单元用来于该电子***进入一特定电源控制模式而具有稳定的平均功耗时取得该电子***的平均功耗。
11.如权利要求10所述的电子***，其中该特定电源控制模式为符合进阶组态与电源接口规范中的睡眠模式、休眠模式或关机模式，且该控制单元设置于运作状态。
12.如权利要求9所述的电子***，其中该控制单元用来以轮询的方式检查该多个连接端口的功耗。
13.如权利要求9所述的电子***，其中该预设值为一外接装置连接于该连接端口运作时的最低功耗值。
14.如权利要求9所述的电子***，还包含一充电电路，分别电连接于该电源供应端、该控制单元以及该连接端口，该控制单元还用来于控制该电源供应端对该连接端口供电时，控制该充电电路对连接于该连接端口的一外接装置充电，其中该电子***的平均功耗的增加量由大于该预设值增加到大于一充电功耗值。
15.如权利要求14所述的电子***，其中该控制单元还用来于该电子***的平均功耗的减少量大于该充电功耗值时，控制该充电电路停止对该外接装置充电，并关闭该充电电路。
16.如权利要求9所述的电子***，其中该控制单元为内嵌控制器、南桥芯片或处理器。
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